La ley de refracción.
Cuando un rayo luminoso monocromático incide sobre la superficie de separación entre dos medios transparentes homogéneos e isótropos, una parte del rayo incidente se refleja y se queda en el medio de donde él provino y la otra parte se transmite al otro medio tomando una nueva dirección, es decir, desviándose. Se dice que al pasar de un medio al otro el haz luminoso se refracta.
El ángulo formado por el rayo incidente y la normal N es el ángulo de incidencia,θ1; θ2, formado por el rayo refractado y la normal, es el ángulo de refracción (ver la figura).
Se puede demostrar que entre los ángulos θ1 y θ2 y las velocidades υ1 y υ2 de la luz en los medios 1 y 2, respectivamente, existe la siguiente relación
(1)
Por definición
y
donde c es la velocidad de propagación de la luz el vacío. De aquí se deduce que:
Por lo tanto, la igualdad (1) puede escribirse,
o simplemente,
que es la expresión matemática de la ley de refracción de Snell que afirma :
Cuando se refracta un rayo luminoso se cumple: n1 senθ1 = n2 senθ2. El rayo incidente, el refractado y la normal a la superficie en el punto de incidencia se encuentran en el mismo plano.
Para dos sustancias dadas la relación n2 /n1 es constante, o sea,
Según la ley de Snell el ángulo de refracción es menor que el ángulo de incidencia para un rayo que pasa del medio menos denso al medio más denso, es decir, el rayo se desvía hacia la normal. Si la luz se propaga del medio más denso al medio menos denso el rayo refractado se desvía alejándose de la normal.
De la fórmula (1) se desprende siendo el ángulo de incidencia igual a cero (θ1 = 0), será también igual a cero el ángulo de refracción (θ2 = 0), ya que v1 /v2 ≠ 0, lo que significa, que el rayo que incide perpendicularmente a la superficie de separación de los medios, no se refracta al pasar de un medio al otro.
La ley de la refracción fue descubierta experimentalmente por un científico holandés Willebrord van Roijen Snell en el año 1621.
